专利名称：蓄电池供电不间断自耦式充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对蓄电池充放电装置的改进。
目前船舶上使用的充放电板在进行蓄电池组充电放电转换时，往往使供电负载在转换瞬间断电，且使用人员对蓄电池组充电、放电过程又不易掌握。
本实用新型的目的是要提供一种在进行蓄电池组充放电转换中，负载的用电不间断，使投入放电的电池组能放完电，充电的电池组能充足电，设备又能正常可靠工作的充放电装置。
本实用新型的另一目的是要提供一种由伺服电机控制自耦变压器，自动或电动调节充电电压，达到蓄电池组恒流或恒压充电的充电装置。
本实用新型的技术解决方案是利用充电电流及充电电压的反馈信号，通过伺服机构自动对自耦调压器的输出电压进行调节，实现蓄电池组先恒流后恒压充电，并采用现代电子技术自动监测充电、放电电池组的充放电状况，在充放电转换中，采用先二组电池并联向负载放电，后将已放完电的电池组投入充电的工作方式，确保负载用电的不间断。因此本实用新型包括了由自耦调压单元、变压整流单元、不间断监控单元、恒流恒压监控单元、电操转换单元、伺服控制单元依次成电路联接，构成接受输入电源Vin及向蓄电池组E1或E2恒流恒压闭环充电回路；由手操手轮与自耦调压单元相联结，构成手操工作模式；由恒流恒压监控单元根椐充电电流或充电电压信号通过伺服机构调节自耦变压器输出电压的自动工作模式；由电操转换单元通过按钮控制伺服电机工作的电动工作模式；由应急转换开关直接将输入电源Vin输至变压整流单元构成应急充电模式；由优先充电选择单元与充电请求单元及不间断控制单元依次成电路联接构成蓄电池充放电转换环节。
本实用新型采用充电输出电流及电压反馈信号控制伺服电机调整自耦变压器输出电压，解决了以往用自耦调压器手轮充电操作存在不易掌握蓄电池充电状况的问题，在对正在充电或放电的蓄电池组的监控转换上，确保了投入充电的电池组能充足电，放电的电池组能放完电，活化了极板，延长了蓄电池的使用寿命，且在转换中，先将原被充电池组与被放电的电池组并联放电，然后再将该放电电池组由放电状态转为充电状态，这样确保了负载供电的不间断性。装置在工作的方式上，既有自动、电动、应急的电操工作方式，还保留自耦变压器的手轮调压，适用性好。
本实用新型的具体结构用以下的实施例及其附图给出。
图1是本实用新型基本电路结构框图。
图2是本实用新型作为单相自耦调压方式的电路图。
图3是本实用新型充放电转换及反馈电流信号放大的电路图。
图4是本实用新型恒流恒压监控电路。
图5是本实用新型电操转换及伺服控制的电路图。
参照图1可以大致说明本实用新型的工作过程输入电源Vin由自耦调压单元1根椐伺服控制单元6的伺服信号或手操手轮8的指令进行电压调整，自耦调压单元1的输出电压经变压整流单元2的变压整流，由不间断监控单元3向蓄电池组E1或E2充电，充电电流的恒定或充电电压的恒定则由恒流恒压监控单元4对来自不间断监控单元8的电流电压反馈信号进行比较，产生一个电压升或电压降的驱动信号，该驱动信号经电操转换单元5输至伺服控制单元6，指令自耦调压单元1的伺服电机D转动，达到蓄电池组充电电流或充电电压的恒定，负载7的用电由不间断监控单元3供给。
参照图2，可以说明本实用新型自耦调压及应急转换的工作过程当输入电源Vin供至自耦调压单元的自耦调压器T时，伺服电机D根椐伺服控制单元6的驱动指令带动自耦变压器T的滑动触点Z作一定方向的移动，因而改变了自耦变压器T的输出电压，实现蓄电池恒流及恒压充电的目的。在不需要伺服电机D调压，改为手动操作手操手轮8，同样可调节自耦变压器T的输出电压，而在不需自耦变压器T工作时，通过应急转换开关K直接将输入电源Vin供给变压整流单元2。本实施例的图1中，是以单相自耦调压为例的，在做成三相自耦调压时的工作原理是一样的，只不过将单相改为三相自耦调压电路，这里不作特别介召。
参照图3可以说明蓄电池组充电放电转换及反馈电流取样放大的工作过程该图由充电请求单元31、优先充电选择单元32、充放电转换控制单元33、差动放大电路34及电流取样单元35构成，蓄电池组E1或E2的取样电压由充电请求单元31输入，请求充电信号的有效性受IC01偶合电路的限止，在电池组取样信号开路的情况下，稳压电源的正电压VCC将加不到优先充电选择单元32的允许请求信号的输入端，使请求无效，优先充电选择单元32的电路由双向模拟开关IC3、或门电路IC1、三态RS锁存触发器IC2等组成，它能实现先请求先投入充电，而在另一电池组末完成充电时又不能投入充电的控制过程，对各电池组的充电进行合理的按排，IC2触发器的触发信号用于触发驱动电路IC4的a或b，使继电器J1或J2动作，通过手自动转换开关SK1也可使继电器J1或J2动作，现开关在自动位。设蓄电池组E1已充完电处于保容量浮充电状态，蓄电池组E2处于向负载7放电状态，当E2放电至低限时，对应于充电请示信号使继电器J2动作，J2-1触点闭合，由于蓄电池E1已完成正常的充电过程，处于浮充电状态，继电器J1已释放，其常闭触头J1-1复位，因而继电器J3动作，其常开触头J3-1及J3-2闭合，使接触器K1及继电器J4动作，K1的动作将蓄电池组E1与蓄电池组E2一起投入放电，继电器J4的动作使接触器K2动作，蓄电池组E2从放电状态转入充电状态，同时J4-2触点自保了J2-1触点，一旦蓄电池组E2正常充电结束转入浮充电后，继电器J2复位，其常开触头J2-1断开，但由于J4-2触点自保，蓄电池组E2仍处于保容量浮充电状态，只有在蓄电池组E1放电至低限，继电器J1动作，其常闭触点J1-1断开，使接触器K2及继电器J3失电，接触器K2的失电，使蓄电池组E2短时与蓄电池组E1并联向负载放电，继电器J3的失电，使接触器K1及继电器J4失电，因而蓄电池组E1从放电状态转入充电状态，在任一蓄电池组的充放电转换中，向负载的供电是不间断的。充电电流的反馈控制信号由电流取样单元35的电流分流器FL取样，通过IC7、IC8、IC9等电路元件组成的差动放大电路进行电流信号的放大，再由二极管DZ输出至恒流恒压监控单元4，电压反馈信号V则取自充电输出端，按钮AN3是作为手动请求充电的。
参照图4，可以说明本实用新型恒流恒压监控单元的工作过程图4由上下区限可调整的滞后式转换电路41、模拟量加法单元42、比较驱动单元43所组成。在向蓄电池组充电中，当所要求的恒流充电电流或恒压充电电压改变时，反馈电流信号i及反馈电压信号v通过不间断监控单元3反馈至滞后式转换单元41，滞回区的上限由W1调整设定，下限由W2调整设定，下限值的设定可比蓄电池刚开始充电请求的电压稍高一些，滞后电路的IC1、IC2的输出端控制转换电路IC3的相对应棋拟量开关a或b，当充电电压低于某一低限的设定值时，IC1输出为″1″，此时，IC3a将反馈来的电流信号i送入比较驱动单元43，通过后级电路来实现恒流充电的目的，当充电电压上升到高限的设定值时，IC1由″1″态转为″0″态，即断开电流输入信号，IC2则转为″1″态，将电压反馈信号由IC3b输入比较驱动单元43，通过后级电路实现恒压充电的目的，由于滞后电路的作用，一旦电路进入状态，在滞后区内将不随输入信号的改变而改变，棋拟量加法电路42是为满足恒流或恒压的精度要求而设的，该精度由W5来调节，电路中的IC8的输出电压与W5的调节电压通过在IC4进行模拟量的加法，使IC5的输出量有一个差额，即形成一个徽小的区间，当输入的电流信号i或电压信号v的数值进入该区间时，驱动电路将不进行任何调整，超出该区间时将指令伺服机作适当调节来确保恒流或恒压的精度，W4是作为恒流充电值的调整电位器，该部分的电路稍作变动就可以实现二级或三级恒流充电。
参照图5可以说明本实用新型伺服机控制电路的工作情况自耦调压单元1的伺服电机D的驱动电源由驱动开关51供给，该驱动开关的511及512受电操转换单元5来的自动驱动信号或电动按钮SAN1、SAN2指令信号的控制，图中自动、电动开关SK1处于自动工作位，驱动开关51根椐恒流恒压监控单元4的驱动信号指令伺服电机D作一定方向的转动。
上述图中的VCC、VZ、V-、V+、VS是经稳压电源提供的设定电压，这里不作特别介召，可根椐装置的不同要求配置稳压电源及报警电路。
权利要求1.一种蓄电池供电不间断自耦式充电装置，包括自耦调压单元(1)、不间断监控单元(3)及联接二者间的变压整流单元(2)，其特征在于还有与其依次成电路联结的恒流恒压监控单元(4)、电操转换单元(5)和伺服控制单元(6)，构成蓄电池组恒流恒压充电闭环控制回路结构，输入电源Vin由自耦调压单元(1)输入，自耦调压单元(1)分别与伺服控制单元(6)和手操手轮(8)联接，负载(7)的用电与蓄电池E1及E2的充电由不间断监控单元(3)输出。
专利摘要一种蓄电池供电不间断自耦式充电装置，包括蓄电池组E
文档编号H02J7/10GK2239092SQ9524402
公开日1996年10月30日 申请日期1995年5月22日 优先权日1995年5月22日
发明者朱进先 申请人:朱进先